【正文】 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 參考文獻(xiàn) [1]謝劍英 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].國防工業(yè)出版社 . [2]史國生，趙陽等 .電氣控制與可編程控制器技術(shù) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 . [3]胡學(xué)林 .可編程控制器教程 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 . [4]劉美俊 .通用變頻器應(yīng)用技術(shù) [M].福建 :福建科學(xué)技術(shù)出版社 . [5]幻劉國光 .提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性的軟件設(shè)計(jì) .機(jī)床電器 [J].. [6]秦虹 .PLC 控制系統(tǒng)的編程方法簡(jiǎn)述 .機(jī)床電氣 [J]. [7]楊長能，張興毅 .可編程控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用 [M]重慶 :重慶大學(xué)出社 . [8]鄭瑜平 .可編過程控制器 [M]北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， [9]謝劍英 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京 :國防工業(yè)出版社 . [10]寥常初 .PLC 編程及應(yīng)用 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 . [11]張永飛 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M].中國電力出版社 . [12]常斗南 .可編程控制器原理 、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 . [13]Jingwen Tian,Meijuan Gao,Hao Intelligent Control System of Flocculation Process of Sewage Treatment Based on Wavelet Neural Networks, Intelligent Systems Design and Applications, [14]LiYan Zhang。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，運(yùn)料小車應(yīng)用前景可觀。 程序的下載、安裝和調(diào)試 將各個(gè)輸入和輸出端子和實(shí)際控制中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。支持梯形圖、指令表、 SFC、 ST及 FB、Label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫 PLC程序功能。它的助記符程序?yàn)椋? LD M6 LD M1 ANI X007 LD M2 ANI X010 ORB LD M3 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 ANI X011 ORB LD M4 ANI X012 ORB LD M5 ANI X013 ORB ANB OUT Y000 ；小車向左運(yùn)動(dòng) 向右運(yùn)動(dòng) 小車當(dāng)前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車向右運(yùn)行，運(yùn)行呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止。當(dāng)（ D0）＞（ D1）時(shí)，即小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí)， M6得電，小車向左運(yùn)行；當(dāng)（ D0） =（ D1）時(shí)，即小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于 呼叫按鈕的編碼時(shí)， M7得電，小車不動(dòng)；當(dāng)（ D0）＜（ D1）時(shí)，即小車當(dāng)前所處停靠站的編碼小于呼叫按鈕的編碼時(shí)， M8得電，小車向右運(yùn)行。它的助記符程序?yàn)椋? LD X000 OR M0 ANI X001 OUT M0 ；小車啟停輔助繼電器 呼叫按鈕 在該程序中， 5個(gè)站的呼叫按鈕分別用數(shù)字 04來表示，而且由于 5個(gè)呼叫按鈕開關(guān) HJ1— HJ5具有互鎖功 能，先按下者優(yōu)先，所以需 5個(gè)輔助繼電器 M1M5。依次類推，當(dāng)小車在 5號(hào)站時(shí)，行程開關(guān) X013得電，將數(shù)字 4傳送到數(shù)據(jù)寄存器 D0。 圖 圖 梯形圖為小車控制運(yùn)動(dòng)梯形圖，當(dāng) M1 得電時(shí)， 輸出，小車左行，當(dāng) M2得電時(shí)， 輸出，小車向右行。 圖 圖 梯形圖用于實(shí)現(xiàn)自鎖功能，當(dāng)按下某個(gè)呼叫按鈕時(shí)，同時(shí)觸發(fā) M4，并保持，使獲得優(yōu)先權(quán)，按下別的按鈕將無效， M2 是當(dāng)小車位置和按鈕編碼相同時(shí)觸發(fā)，使 M4失電，恢復(fù)到最初的情況。 圖 圖 ， 5個(gè)行程開關(guān)用數(shù)字 0－ 4 表示，當(dāng)小車到達(dá) 1 號(hào)時(shí)， 得電，將數(shù) 字 0 傳入 MW0(用 R0 表示 )中；以此類推。當(dāng)繼電器線圈 1得電時(shí)．繼電器 1的觸點(diǎn)由 k1轉(zhuǎn)換到 k2，而繼電器線圈 2的觸點(diǎn)狀態(tài)不變，電流流向如 I1所示，驅(qū)使DCI2V電機(jī)按一定方向運(yùn)轉(zhuǎn)：當(dāng)繼電器線圈 2得電時(shí)，繼電器線圈 I觸點(diǎn)狀態(tài)不變，而繼電器線圈 2的觸點(diǎn)由 k3轉(zhuǎn)換到 k4，電流流向如 I2所示．驅(qū)使 DC12V電機(jī)按相反的方向運(yùn)轉(zhuǎn)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求為： （ 1）按下啟動(dòng)按鈕 ,系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作； （ 2）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車向右運(yùn)行，運(yùn)行到呼叫按鈕所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止； （ 3）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車向左行，運(yùn)行到呼叫按鈕 HJ 所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止； （ 4）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按鈕的編碼時(shí)，小車保持不動(dòng)； （ 5）呼叫按鈕開關(guān)應(yīng)具有互鎖功能，先按下者優(yōu)先。 本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工作原理圖如圖 ，包括帶導(dǎo)軌的運(yùn)行工作臺(tái)， DC24V 電機(jī)，行程開關(guān)，起停按鈕，可編程控制器， DC24V 繼電器， DC12V 直流電源等。廣泛應(yīng)用于自動(dòng)生產(chǎn)線 冶金、有色盒屬、煤礦、港口、碼頭等行業(yè)，各工序之間的物品常用有軌小車來轉(zhuǎn)運(yùn)。 表 32 輸出地址分配 輸出地址 對(duì)應(yīng)外部設(shè)備 Y000 電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器 Y001 電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器 內(nèi)部繼電器部分 內(nèi)部繼電器地址分配如表 33 所示。但是電機(jī) 有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器， 所以 輸出點(diǎn)有 2個(gè)。具體的輸入分配如表 31所示。采用 I＼ O 自動(dòng)分配方式，模塊上的輸入端子對(duì)應(yīng)的輸入地址是X000— X015，輸出端子對(duì)應(yīng)的輸出地址是 Y000— Y011。當(dāng)出現(xiàn)干擾時(shí)將 PLC 的接線端子與信號(hào)接地端子排連。即可。該裝置不能和防雷接地裝置、電器設(shè)備接地裝置有金屬連接。隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級(jí)線圈屏蔽層與初級(jí)電氣中性點(diǎn)接大地，次級(jí)線圈屏蔽層接 PLC 輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干 擾。 抗干擾措施 由于產(chǎn)生干擾的因素是復(fù)雜而多樣的，因此采取的抗干擾措施要根據(jù)情況而定。如某個(gè)設(shè)備的多個(gè)故障信號(hào)接點(diǎn)可在外部電路 串聯(lián)后接在一個(gè)輸入點(diǎn)上，而不必占用多個(gè)輸入點(diǎn)。輸入 電路 :PLC 輸入電路電源一般應(yīng)采用 DC24V，這對(duì)系統(tǒng)供電安全和 PLC 安全至關(guān)重要，同時(shí)其帶負(fù)載 (接近開關(guān)等 )時(shí)要注意容量，同時(shí)作好防短路措施 (因?yàn)樵撾娫吹倪^載或短路都將影響 PLC 的運(yùn)行 )，建議該電源的容量為輸入電路功率的兩倍， PLC 輸入電路電源支路加裝適宜熔絲，防止短路，以直流輸入模板為例。也可采用 PLC 輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器或者固態(tài)繼電器(SSR)，再驅(qū)動(dòng)負(fù)載 。如果 PLC輸出帶感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì) PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù) PLC。采用雙向可控硅輸出模塊，其負(fù)載電流必須大于雙向可控硅的維持電流，否則應(yīng)在負(fù)載上 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 并聯(lián)電阻。每個(gè)輸出點(diǎn)、每組輸出點(diǎn)、每個(gè)輸出模塊的負(fù)載電源不得超過額定電流。 確定負(fù)載類型根據(jù) PLC 輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及 PLC 輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或晶閘管輸出。當(dāng)外線短且控制相對(duì)集中時(shí)可選擇優(yōu) 24V 模塊。 電壓等級(jí) :在選擇 I角模塊時(shí)，電壓等級(jí)是一個(gè)比較重要的參數(shù)，它要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來選。直流模塊的外接電源，其波紋值應(yīng)滿足模塊要求 。電源線采用雙絞線，絞距 1~ZcM。 PLC 忌安裝在高溫、結(jié)凝、特別是有振動(dòng)沖擊的場(chǎng)所。 系統(tǒng)安裝 無遠(yuǎn)程功能的 PLC 用在單機(jī)或控制范圍不大的系統(tǒng)，有遠(yuǎn)程功能的 PLC 則用于大范圍的控制系統(tǒng)。合適的電壓等級(jí)可提高 PLC 的 抗干擾能力 :主機(jī)用戶內(nèi)存容量的大小對(duì)設(shè)備費(fèi)的影響不大，故建議內(nèi)存容量可選大一些。 (3)開關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)、模擬量 1/0 路數(shù)、電壓等級(jí)及輸出功率、內(nèi)存容量。 (2)是否與計(jì)算機(jī)連接，是否要求構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，以及對(duì)遠(yuǎn)程站的設(shè)置要求。就一個(gè)控制系統(tǒng)而言， PLC 的選型原則和考慮因素如下 : 啟動(dòng)按鈕 停止按鈕 5 個(gè)呼叫按鈕 5 個(gè)行程開關(guān) 三菱 P L C 三相異步電動(dòng) 機(jī) 變頻器 CPU 模塊 FX2N24MR001 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 (1)PLC 一般用于開關(guān)量控制為主兼有模擬量控制的系統(tǒng)，尤其適合于動(dòng)作頻繁、邏輯關(guān)系復(fù)雜、程序多變的系統(tǒng)。 PLC框架配置如圖 。 圖 設(shè)備控制要求 運(yùn)料小車在自動(dòng)化生產(chǎn)線上運(yùn)動(dòng)的控制要求如下： 1 號(hào)站 2 號(hào)站 3 號(hào)站 4 號(hào)站 5 號(hào)站 運(yùn)料小 車 自動(dòng)化生產(chǎn)線 ?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 1）按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開始工作，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止工作； （ 2）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a小于呼叫按扭 HJ 的編碼時(shí)，小車向右運(yùn)行運(yùn)行到按鈕 HJ 所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止； （ 3）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a大于呼叫按扭 HJ 的編碼時(shí)，小車向左運(yùn)行，運(yùn)行到按鈕 HJ所對(duì)應(yīng)的?？空緯r(shí)停止； （ 4）當(dāng)小車當(dāng)前所處?？空镜木幋a等于呼叫按扭 HJ 的編碼時(shí)，小車保持不動(dòng)；呼叫按鈕開關(guān) HJ1HJ5 應(yīng)具有 互鎖功能，先按下者優(yōu)先。在生產(chǎn)線上有 5個(gè)編碼為 1— 5 的站點(diǎn)供小車?？?，在每個(gè)停靠站安裝一個(gè)行程開關(guān)以監(jiān)測(cè)小車是否到達(dá)該站點(diǎn)。通過軟件對(duì)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)和復(fù)位進(jìn)行控制。 小車的運(yùn)行 這一步是把小車的程序分為 3個(gè)部分，分別對(duì)應(yīng)每一種運(yùn)行狀態(tài)（正傳、反轉(zhuǎn)和中途方向改變），當(dāng)比較輸出時(shí)得出與哪個(gè)數(shù)字相等，則有選擇性地執(zhí)行某個(gè)小車程序。 4個(gè)工位 S1,S2,S3,S4分別通過輸入過程映像寄存器的 0字節(jié) 4位（即 ,）來進(jìn)行檢測(cè)輸入信號(hào)。此刻發(fā)光二極管 D11發(fā)光， S1獲得低電平信號(hào)給軟件部分，軟件運(yùn)行控制定位燈的發(fā)光時(shí)間。當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)到 S1處時(shí)，由于小車車身上攜帶有反光面板反射發(fā)光二極管的光束到光敏三極管上，致使光 敏三極管導(dǎo)通。 電子控制顯示電路 可行性論證 通過該電路和軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)動(dòng)小車的位置控制和位置指示燈控制，具體電路詳見圖 具體工作原理如以下介紹： 在該電路中發(fā)光二極管 D1,D2,D3,D4都一直處于發(fā)光狀態(tài)。 功率驅(qū)動(dòng)電路 電機(jī)的正反轉(zhuǎn)是同過軟件部分輸出的不同要求時(shí)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)輸出（ =1）時(shí)，即 M1為低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)（運(yùn)動(dòng)小車實(shí)現(xiàn)從左往右的運(yùn)動(dòng)）；當(dāng)輸出（ =1）時(shí)，即 M2為低電平，電機(jī)獲反向電壓而反轉(zhuǎn)（運(yùn)動(dòng)小車實(shí)現(xiàn)從右往左的運(yùn)動(dòng)）。跟著便是數(shù)據(jù)的比較輸出，接下來便是各個(gè)工位的小車工 序。 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 總體 設(shè)計(jì)思想 設(shè)計(jì)本課題時(shí)，我計(jì)劃采用如下思路： 首先，在設(shè)計(jì)功能這方面全部采用電子設(shè)備，通過 H型驅(qū)動(dòng)電路和軟件實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，取代以往的繼電器，同時(shí)在定位和控制燈方面也采用電子設(shè)備和軟件配合方法實(shí)現(xiàn)。并使用定時(shí)器制作脈 沖，不斷使移位程序重復(fù)執(zhí)行，并設(shè)置互鎖，使輸入按鈕按一次只能輸入一個(gè)信號(hào)，必須放開按鈕后，再按才可再次輸入。 方案四： 接著，我嘗試使用計(jì)數(shù)器來移位數(shù)據(jù)，而不使用數(shù)據(jù)寄存器，但用計(jì)數(shù)器則存在不能同時(shí)輸入兩個(gè)相同信號(hào)的問題，最后，由于想到這不能符合課題要求，所以，也放棄了該方案。 方案三： 把該部分的程序改以步進(jìn)方式執(zhí)行 ，并使該步進(jìn)不斷循環(huán)執(zhí)行。利用電子線路實(shí)現(xiàn)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)以及定位等。因此，我放棄了該方案。 方案一： 開始時(shí)，考慮的是一般較為習(xí)慣的繼電器控制電機(jī)和利用限位開關(guān)等實(shí)物控制系統(tǒng)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)我所需要的功能。 但是，可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬 專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 (5)通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信包括 PLC間的通信及 PLC與其它智能設(shè)備間的通信。 (4)數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算 (含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算 )、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù) 的采集、分析及處理。 (3)運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。 PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。現(xiàn)在很多 PLC 已不再提供編程器，而是提供微機(jī)編程軟件了，并且配有相應(yīng)的通信連接電纜。程序被下載到 PLC，也可以將 PLC 中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。智能型的編程器又稱為圖形編程器，它可以聯(lián)機(jī)編程，也可以脫機(jī)編程，具有 LCD 或 CRL 圖形顯示功